Физиология сельскохозяйственных животных

Размещено на http://www.allbest.ru

В чем заключается сущность и значение пищеварения? Какую роль играет тонкий и толстый кишечник в пищеварении у лошади, свиньи, жвачных животных и птиц

Потребности организма в энергии, пластическом материале и веществах, необходимых для обновления молекул, роста и развития, удовлетворяются пищеварительной системой. Пищеварение является начальным этапом обмена веществ. Значение пищеварения состоит в том, что в результате этого процесса генетически чужеродные для организма молекулы белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот, входящих в пищу, расщепляются в пищеварительном тракте до простых, более мелких молекул, которые могут быть усвоены клетками. Этот процесс, происходящий в пищеварительном тракте, называется пищеварением.

 Пищеварение - это сложный физиологический процесс, заключающийся в механической и химической обработке пищи, всасывании питательных веществ, выделении не переварившихся остатков пищи. В соответствии с этим пищеварительная система выполняет четыре основные функции: секреторную, моторную, всасывательную и выделительную. Секреторная функция заключается в выработке пищеварительных соков железистыми клетками, входящими в состав пищеварительных желез. Моторная функция обеспечивается сокращениями мышц, входящих в состав стенок пищеварительного тракта и заключается в механическом измельчении пищи, ее перемешивании и продвижении по пищеварительному тракту. Всасывательная функция - это поступление продуктов ферментативного расщепления (питательных веществ) в кровь и лимфу через стенку отделов пищеварительной системы. Выделительная функция - это выведение из пищеварительного тракта не переварившихся и не усвоенных веществ, а также некоторых продуктов обмена.

Пищеварительные соки обеспечивают увлажнение, разжижение пищи, создают определенную среду (рН) и содержат воду, слизь, пищеварительные ферменты, некоторые биологически активные вещества, минеральные соли и др. вещества. По действием пищеварительных ферментов сложные полимерные молекулы пищевых веществ расщепляются до более простых, которые могут всасываться в кровь и лимфу и усваиваться клетками.

 В зависимости от характера пищи строение пищеварительной систему животных имеет определенные особенности. Растительная пища по своему химическому составу более далека от химического состава тела животного, поэтому требует более тщательной

обработки, чем пища животная. У растительноядных животных значительна длина кишечника, причем сильного развития достигает толстая кишка, которая у некоторых животных (например, у лошади) образует добавочные слепые отростки, где происходит дополнительное переваривание пищи (брожение за счет деятельности симбиотической микрофлоры). У некоторых травоядных желудок имеет несколько камер (например, коровы имеют четырехкамерный желудок). У плотоядных животных длина кишечника намного короче, толстая кишка развита слабее, желудок всегда однокамерный. Полифаги занимают по строению пищеварительного тракта как бы промежуточное положение между растительноядными и плотоядными. К их числу относится человек.

С пищеварительным трактом протоками связаны большие пищеварительные железы: слюнные, печень и поджелудочная железа.

В тонком кишечнике происходит наиболее интенсивное переваривание пищевых масс, поступающих из желудка. Расщепление белков, жиров и углеводов осуществляется под действием трех пищеварительных соков: поджелудочного сока, желчи и кишечного сока. Выводные протоки печени и поджелудочной железы впадают в 12-перстную кишку.

Секреторная деятельность поджелудочной железы. Проявляется в образовании и выделении поджелудочного сока - бесцветной жидкости щелочной реакции. В поджелудочном соке содержится много ферментов, расщепляющих белки, жиры и углеводы. Все ферменты поджелудочного сока действуют только в щелочной среде.

Протеолитические ферменты - трипсин, химотрипсин, панкреатопептидаза Е, пептидазы, нуклеазы и др. Основной фермент сок-трипсин расщепляет белки и пептиды до аминокислот. Пептидазы расщепляют пептиды до аминокислот, нуклеазы РНК и ДНК-до мононуклеотидов. Аминокислоты - это конечный продукт расщепления белков. Трипсин вырабатывается в неактивной форме в виде трипсиногена и активируется ферментом кишечного сока энтеропептидазой. Трипсин активирует в активную форму другие протеолитические ферменты поджелудочного сока.

Липолитические ферменты-поджелудочная липаза и фосфолипазы А. Поджелудочная липаза расщепляет жиры, которые поступают в кишечник после предварительного эмульгирования желчью, до глицерина и жирных кислот. Активность липазы усиливается под влиянием желчи. Фосфолипазы расщепляют фос-фолипиды на свободный глицерин, высшие жирные кислоты, аминоспирт и фосфорную кислоту,

Гликолитические ферменты-амилаза, глюкозидаза фруктофуронидаза, галактозидаза и др. Амилаза расщепляет крахмал до мальтозы, глюкозидаза - мальтозу до глюкозы, фруктофуронидаза - сахарозу до фруктозы и глюкозы, галактозидаза - лактозу до галактозы и глюкозы.

Секреторная деятельность печени. Проявляется в образовании и выделении желчь. Желчь постоянно образуется в печеночных клетках и по протокам в желчный пузырь, а из желчного пузыря порциями в 12-перстную кишку во время приема и переваривания пищи. Избыток желчи скапливается в желчном пузыре.

Желчь обеспечивает прежде всего эмульгирование жира, которое приводит к его распаду на огромное количество мельчайших жировых шариков, находящихся в жидкости во взвешенном состоянии, т. е. образует эмульсию. В таком виде жиры легче перевариваются, т. е. на них эффективнее действуют липолитические ферменты пищеварительных соков. Желчь активно влияет на процессы всасывания в тонком кишечнике, усиливает перистальтику кишечника. Жирные кислоты не растворяются в воде, а поэтому не могут всасываться. Желчные кислоты связываются с жирными кислотами, образуя комплексное соединение - мицеллы, которые и транспортируются в эпителиоциты слизистой оболочки кишечника.

Секреторная деятельность кишечных желез. Кишечных желез много в тонком кишечнике и мало в толстом кишечнике. Кишечные железы непрерывно в небольших количествах выделяют секрет, называемый кишечным соком. Кишечный сок имеет щелочную реакцию, содержит целый ряд ферментов, расщепляющих белки, энтеропептидаза, нуклеазы, пептидазы и др., жиры - липаза и углеводы - амилаза, глюкозидаза, фруктофуронидаза, галактозидаза. В целом в тонком кишечнике происходит превращение белков, жиров и углеводов до конечных продуктов и их всасывание.

Сократительная деятельность тонкого кишечника. В тонком кишечнике пищевые массы подвергаются не только химической, но и механической обработке. Благодаря движениям кишечника они перемешиваются с пищеварительными соками и перемещаются в направлении толстого кишечника. Различают следующие виды сокращения кишечника - тонические, перистальтические, ритмические, маятникообразные. В тонком кишечнике сокращения более мощные и быстрые, чем в толстом кишечнике.

Содержимое тонкого кишечника называется химус.

Пищеварение в толстом кишечнике.

Содержимое тонкого кишечника - химус через илеоцекальный сфинктер пост пенно продвигается в толстый кишечник. Здесь осуществляется, но в основном за счет ферментов обитающих в нем бактерий - целлюлозолитических, протеолитических и липолитических. Время пищеварения 18-24 ч.

Начало выделения фекалий через 17,5 ч, максимальное - через 24 ч после приема корма. В слепой и ободочной кишке переваривается 55% клетчатки, 35% белков, до 24% углеводов. Всасывается 30% химуса от поступившего объема 90%. Поэтому кал лошадей содержит мало воды. В сутки происходит 5-10 дефекаций; масса кала до 28 кг.

Особенности кишечного пищеварения у свиней

У свиней большой интенсивностью характеризуется кишечное пищеварение. Длина тонкого отдела кишечника 16-25 м, вместимость 9-19л. В просвет кишечника поступает около Юл поджелудочного сока, больше 1 л желчи, значительное количество кишечного сока с высокой активностью ферментов. Кишечник расположен спиралеобразно; сократительная деятельность отличается интенсивностью. Время пищеварения в тонком отделе кишечника З-4ч.

В толстый отдел поступает 26% химуса. Длина слепой кишки около 25 см, ободочной и прямой - 5-6,2 м. Время пищеварения в толстом отделе 13 ч, при этом расщепляется около 9% углеводов, 10-90% клетчатки, образуется 40-50 г летучих жирных кислот. Всасывается 2-4 л химуса.

В сутки у свиньи 4-5 дефекаций; масса фекалий 1,5-3,6 кг.

Пищеварение у птиц

Осуществляется полостное и пристеночное пищеварение с преобладанием пристеночного. Пищеварение характеризуется большой интенсивностью, так как все ферменты пищеварительных соков в кишечнике высокоактивны.

Механизм возбуждения и регуляции секреторной деятельности поджелудочной железы рефлекторно-гормональный.

Механизм образования и выделения желчи рефлекторно-гормональный. Сильным возбудителем является соляная кислота.

Хорошо развитый кишечник и ворсинки обеспечивают интенсивное всасывание подвергнутых превращению веществ. Общая площадь всасывания у кур в среднем достигает 2000 см2. В кишечнике всасывается 62-63% сухих веществ, 86-91% протеина, 62-54% жира, 80% БЭВ, 30-50% воды. Время кишечного пищеварения З-5ч.

Кишечник осуществляет активную сократительную деятельность: число перистальтических движений за 15 мин составляет 6-10, антиперистальтических сокращений меньше, от 0 до 3.

Эвакуация содержимого происходит периодами по 30-40 мин, между которыми покой около 30 мин. В кишечник поступает в дневное время более 400 мл, ночью - около 250 мл. Количество сухого вещества в химусе в пределах 7,5-20%. В химусе кишечника наблюдается высокая активность амилазы, протеаз, липазы.

Содержимое порциями - 30-56 порций в час - поступает в слепые отростки за счет расслабления их сфинктеров. Превращение веществ содержимого в слепых отростках осуществляется благодаря ферментам, поступающим с химусом, собственному секрету и ферментам микроорганизмов, населяющих слепые отростки. Химус слепых мешков обладает амилазной и протеазной активностью. В слепых отростках расщепляется 10-25% клетчатки, 8-10% протеина, небольшое количество растворимых углеводов и липидов.

Пищеварение в слепых отростках сопровождается сокращениями - 10-12 в 1 ч. У кур осуществляются сокращения характера тонического напряжения продолжительностью до 80-100 с.

Периодически сфинктеры раскрываются и содержимое порциями поступает в прямую кишку. На 8-10 сокращений тонкого кишечника, обеспечивающих поступление содержимого в слепые отростки, последние осуществляют 1 сокращение, обеспечивающее эвакуацию содержимого в прямую кишку.

Время пищеварения в толстом кишечнике составляет 6-10 ч.

В прямой кишке завершается формирование каловых масс - помета. Сформировавшийся помет периодически выбрасывается наружу рефлекторно через клоаку.

Из каких компонентов состоит кровь и какие функции она выполняет? Что такое группа и система групп крови? Сколько антигенов и система групп крови? Сколько антигенов и систем групп крови установлено у с/х животных

Кровь - жидкая ткань сердечно-сосудистой системы позвоночных животных, в том числе человека. Состоит из плазмы, эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Циркулирует по замкнутой системе сосудов под действием силы ритмически сокращающегося сердца и непосредственно с другими тканями тела не сообщается. У всех позвоночных кровь имеет красный цвет (от ярко- до тёмно-красного), которым она обязана гемоглобину, содержащемуся в специализированных клетках, эритроцитах. У некоторых моллюсков и членистоногих кровь голубого цвета благодаря гемоцианину.

Кровь состоит из двух основных компонентов - плазмы и взвешенных в ней форменных элементов. Плазма крови содержит воду и растворённые в ней вещества - белки и другие органические и минеральные соединения. Основными белками плазмы являются альбумины, глобулины и фибриноген. Более 90 % плазмы - вода. Хлористый натрий, углекислый натрий и некоторые другие неорганические соли составляют около 1 %. Остальное количество приходится на долю белков (примерно 7 %), виноградного сахара (примерно 0,1 %) и очень малого количества многих других веществ. Содержатся в плазме и газы, в частности кислород и углекислый газ. В плазме крови растворены также питательные вещества (в частности, глюкоза и липиды), гормоны, витамины, ферменты и промежуточные и конечные продукты обмена веществ, а также неорганические ионы.

Основные функции крови

Кровь, циркулирующая в сосудах, выполняет перечисленные ниже функции.

Транспортная - перенос различных веществ: кислорода, углекислого газа, питательных веществ, гормонов, медиаторов, электролитов, ферментов и др.

Дыхательная (разновидность транспортной функции) - перенос кислорода от легких к тканям организма, углекислого газа - от клеток к легким.

Трофическая (разновидность транспортной функции) - перенос основных питательных веществ от органов пищеварения к тканям организма.

Экскреторная (разновидность транспортной функции) транспорт конечных продуктов обмена веществ (мочевины, мочевой кислоты и др.), избытка воды, органических и минеральных веществ к органам их выделения (почки, потовые железы, легкие, кишечник).

Терморегуляторная - перенос тепла от более нагретых органов к менее нагретым.

Защитная - осуществление неспецифического и cпецифического иммунитета; свертывание крови предохраняет от кровопотери при травмах.

Регуляторная (гуморальная) - доставка гормонов, пептидов, ионов и других физиологически активных веществ от мест их синтеза к клеткам организма, что позволяет осуществлять регуляцию многих физиологических функций.

Гомеостатическая - поддержание постоянства внутренней среды организма (кислотно-основного равновесия, водно-электролитного баланса и др.).

Форменные элементы крови представлены эритроцитами, тромбоцитами и лейкоцитами:

Красные кровяные тельца (эритроциты) -- самые многочисленные из форменных элементов. Зрелые эритроциты не содержат ядра и имеют форму двояковогнутых дисков. Циркулируют 120 дней и разрушаются в печени и селезенке. В эритроцитах содержится содержащий железо белок -- гемоглобин, который обеспечивает главную функцию эритроцитов -- транспорт газов, в первую очередь -- кислорода. Именно гемоглобин придаёт крови красную окраску. В лёгких гемоглобин связывает кислород, превращаясь в оксигемоглобин, он имеет светло-красный цвет. В тканях кислород освобождается из связи, снова образуется гемоглобин, и кровь темнеет. Кроме кислорода, гемоглобин в форме карбогемоглобина переносит из тканей в лёгкие и небольшое количество углекислого газа.

Кровяные пластинки (тромбоциты) представляют собой ограниченные клеточной мембраной фрагменты цитоплазмы гигантских клеток костного мозга мегакариоцитов. Совместно с белками плазмы крови (например, фибриногеном) они обеспечивают свёртывание крови, вытекающей из повреждённого сосуда, приводя к остановке кровотечения и тем самым защищая организм от опасной для жизни кровопотери.

Белые клетки крови (лейкоциты) являются частью иммунной системы организма. Все они способны к выходу за пределы кровяного русла в ткани. Главная функция лейкоцитов -- защита. Они участвуют в иммунных реакциях, выделяя при этом Т-клетки, распознающие вирусы и всевозможные вредные вещества, В-клетки, вырабатывающие антитела, макрофаги, которые уничтожают эти вещества. В норме лейкоцитов в крови намного меньше, чем других форменных элементов.

Цвет крови животных зависит от металлов, которые входят в состав кровяных телец (эритроцитов), или веществ, растворённых в плазме.

У всех позвоночных животных, а также у дождевого червя, пиявок, комнатной мухи и некоторых моллюсков в сложном соединении с гемоглобином крови находится окисное железо. Поэтому их кровь красная. В крови многих морских червей, вместо гемоглобина, содержится сходное вещество -- хлорокруорин. В его составе найдено закисное железо, и поэтому цвет крови этих червей зелёный.
А у скорпионов, пауков, речного рака и наших друзей -- осьминогов и каракатиц кровь голубая. Вместо гемоглобина она содержит гемоцианин, с медью в качестве металла. Медь и придает их крови синеватый цвет.

С металлами, вернее с теми веществами, в состав которых они входят, и соединяется в лёгких или жабрах кислород, который затем по кровеносным сосудам доставляется в ткани. Кровь головоногих моллюсков отличается ещё двумя поразительными свойствами: рекордным в животном мире содержанием белка (до 10%) и концентрацией солей, обычной для морской воды. Последнее обстоятельство имеет большой эволюционный смысл. Чтобы уяснить его, сделаем небольшое отступление, познакомимся в перерыве между рассказами об осьминогах с существом, близким к прародителям всего живого на Земле, и проследим на более простом примере, как зародилась кровь, и какими путями шло её развитие.
Кровь относится к быстро обновляющимся тканям. Физиологическая регенерация форменных элементов крови осуществляется за счёт разрушения старых клеток и образования новых органами кроветворения. Главным из них у человека и других млекопитающих является костный мозг. У человека красный, или кроветворный, костный мозг расположен в основном в тазовых костях и в длинных трубчатых костях.

Группы крови - иммуногенетич. особенности крови, определяемые наследственно обусловленным сочетанием антигеннов эритроцитов; не изменяются в течение всей жизни животного (человека). Г. к. позволяют объединять животных одного биологического вида в определенные группы по сходству антигенов их крови. Г. к. начинают формироваться в раннем периоде эмбрионального развития под влиянием аллельных генов, которые определяют особенности эритроцитарных антигенов. Принадлежность к той или иной Г. к., помимо эритроцитарных антигенов (агглютиногенов, факторов А и В), зависит и от обнаруживаемых в плазме крови факторов а и B (антител, или агглютининов). При взаимодействии одноимённых агглютиногенов и агглютининов (например А+a, В + B) происходит склеивание эритроцитов (гемагглютинация) с их последующим гемолизом. Такое взаимодействие, обусловливающее групповую несовместимость крови, возможно только при переливании крови иной группы. Для установления Г. к. у животных используют стандартные сыворотки -- реагенты, содержащие только по одному маркированному антителу на определенный антиген. Для определения Г. к. стандартную сыворотку смешивают (на предметном стекле) с исследуемой кровью. Испытуемая кровь относится к той Г. к., с сывороткой которой не произошла агглютинация. Реакцию агглютинации используют при определении Г. к. у птиц и свиней. Реакцию конглюттации и особенно гемолиза применяют при определении Г. к. у крупно рогатого скота. Антигены Г. к. обозначают заглавными буквами латинского алфавита (А, В, С, и др.) в соответствии с международной номенклатурой. Полное написание формулы Г. к. учитывает как антигены эритроцитов, так и антитела сывороток. У крупно рогатого скота известно 12 систем Г. к., охватывающих около 100 антигенов, у свиней -- 15 систем Г. к. и около 50 антигенов, у лошадей -- 7 систем и 26 антигенов, у овец -- 7 систем и 28 антигенов. Разнообразные сочетания антигенов создают десятки и сотни разновидностей Г. к. у животных одного вида. Все Г. к. качественно равноценны, но групповые различия должны обязательно учитываться при переливании крови и пересадках тканей и органов. В животноводческой практике генетической системы Г. к. используются для контроля происхождения животных, при анализе генетической структуры пород, стад и родственнных групп. Ведутся поиски возможных генетических. связей Г. к. с хозяйственно полезными признаками сельскохозяйственных животных.

Что такое легочная вентиляция? Каков механизм обмена газов между альвеолярным воздухом и кровью, между кровью и тканями

Дыхание человека и животных можно разделить на ряд процессов: 1 -- обмен газами между окружающей средой и альвеолами легких (внешнее дыхание), 2 -- обмен газами между альвеолярным воздухом и кровью, 3 -- транспорт газов кровью, 4 -- обмен газами между кровью и тканями, 5 -- потребление кислорода клетками и выделение углекислоты (клеточное, или тканевое, дыхание). Непременным условием протекания этих процессов является их регуляция, приспособление к потребностям организма. Физиология дыхания изучает первые четыре процесса, клеточное дыхание относится к компетенции биохимии. Респираторная система млекопитающих и человека обладает важнейшими структурно--физиологическими особенностями, отличающими ее от систем дыхания других классов позвоночных.

1. Легочный газообмен осуществляется путем возвратно--поступательной вентиляции альвеол, заполненных газовой смесью относительно постоянного состава, что способствует поддержанию ряда гомеостатических констант организма.

2. Главную роль в вентиляции легких играет строго специализированная инспираторная мышца -- диафрагма, что обеспечивает известную автономию функции дыхания.

3. Центральный дыхательный механизм представлен рядом специализированных популяций нейронов ствола мозга и вместе с тем подвержен модулирующим влияниям вышележащих нервных структур, что придает его функции значительную устойчивость в сочетании с лабильностью.

Обмен газов в легких млекопитающих поддерживается их вентиляцией за счет возвратно--поступательного перемещения воздуха в просвете дыхательных путей, которое происходит в процессе вдоха и выдоха. Легкие млекопитающих резко отличаются от жабр рыб по строению и особенностям вентилляции. Эти различия обусловлены прежде всего тем, что вязкость и плотность

Блок--схема системы дыхания

1 -- внешнее дыхание, 2 -- аэрогематический барьер, 3 -- транспорт газов кровью и тканевыми жидкостями, 4 -- гематопаренхиматозный барьер, 5 -- тканевое дыхание, 6 -- нейрогуморальная регуляция дыхания, 7 -- потоки энергии.

Опишите значение гормонов передней доли гипофиза в организме самки. Каковы будут последствия, если у телочки удалить переднюю долю гипофиза

Передняя доля Гипофиз взрослого организма состоит из железистого эпителия, в котором выделяют 3 типа клеток, различающихся по способности окрашиваться кислыми или основными красками: хромофобные, или главные, клетки; оксифильные, или эозинофильные, клетки и базофильные клетки. Хромофобные клетки -- резервный материал, из которого развиваются оксифильные и базофильные клетки. Соотношение оксифильных и базофильных клеток в передней доле Гипофиз меняется в зависимости от пола, возраста и физиологического состояния организма. Наиболее сложна и разнообразна физиологическая роль передней доли Гипофиз, от нормальной функции которой зависят рост и размножение, основной, углеводный, минеральный, жировой и белковый обмен. Из экстракта передней доли Гипофиз выделено 7 гормонов: гормон роста, или соматотропный гормон, тиреотропный гормон, фолликулостимулирующий гормон, лютеинизирующий гормон, лютеотропный гормон, пролактин (лактогенный) и адренокортикотропный гормон (АКТГ). Все гормоны передней доли имеют белковую природу и получены в очищенном виде, некоторые из них, например гормон роста и лактогенный, выделены в кристаллической форме, др. синтезированы (например, АКТГ). Тиреотропный и гонадотропные гормоны продуцируются базофильными клетками, которые в соответствии с этим делят на два типа: т. н. тиреотрофы и гонадотрофы. Оксифильные клетки вырабатывают гормон роста и пролактин. Вопрос о клетках, продуцирующих АКТГ, не решен; вероятно, он образуется базофилами.

Гормон роста. Хирургическое удаление Гипофиз (гипофизэктомия) у молодого животного приводит к остановке роста. Инъекции таким животным гипофизарного экстракта, содержащего гормон роста, восстанавливают у них нормальный рост. Введение гормона роста молодым растущим животным резко стимулирует рост и приводит к гигантизму (в эксперименте были получены гиганты амбистомы, крысы, собаки и др. животных. Пониженное выделение гормона роста обусловливает карликовый рост. Фолликулостимулирующий, лютеинизирующий и лютеотропный гормоны. Атрофия половой системы, наступающая после удаления Гипофиз, может быть предотвращена введением гонадотропных гормонов. У инфантильных животных введение этих гормонов вызывает преждевременное половое созревание. Инъекция гипофизарного экстракта, содержащего гонадотропные гормоны, лягушкам вызывает у них икрометание и сперматогенез в осеннее и зимнее время; из икры после оплодотворения развиваются нормальные головастики. Фолликулостимулирующий гормон регулирует рост фолликулов в яичниках и сперматогенез. Лютеинизирующий гормон вызывает у самок преждевременный рост фолликулов, овуляцию, образование жёлтого тела,. Лютеотропный гормон поддерживает функцию жёлтого тела; у некоторых животных (крыса, овца) этот гормон вызывает лактацию. Пролактин (лактогенный гормон). Участвует в регуляции процесса выделения молока. Удаление передней доли Гипофиз у лактирующих самок прекращает секрецию молока; введение пролактина восстанавливает лактацию. Тиреотропный гормон. Удаление передней доли Гипофиз вызывает атрофию щитовидной железы и, как следствие этого, снижение основного обмена. Инъекции гипофизарного экстракта, содержащего тиреотропный гормон, вызывают увеличение щитовидной железы и усиление её функции. А КТГ стимулирует деятельность коры надпочечников и выделение ею кортикостероидных гормонов, а также восстанавливает атрофированную в результате удаления Гипофиз железу. Влияние передней доли Гипофиз на обмен веществ осуществляется через гормон роста, АКТГ и др. гормоны.

Опишите строение спермия и яйцеклетки, и процессы их созревания. Каким образом происходит оплодотворение? Какого значение капацитации (дозревания) спермиев? Сколько часов она продолжается в половых путях самки у животных разных видов

У разных видов животных сперматозоиды устроены по-разному, однако, общие черты строения всё же имеются. У типичного сперматозоида животных выделяют головку, среднюю часть и хвост (жгутик). В головке расположено гаплоидное ядро (несущее хромосомы), акросома (несущая литические ферменты, необходимые для растворения оболочки яйцеклетки) и центриоль, которая формирует цитоскелет жгутика. Между головкой и средней частью находится сужение клетки, так называемая шейка. В средней части располагается митохондрион -- гигантская спиральная митохондрия. Жгутик служит для движения сперматозоида.

У большинства животных сперматозоид имеет типичное строение, описанное выше. Но встречаются исключения. Количество жгутиков может быть больше одного. Так у аквариумной рыбы тетрадон сперматозоиды несут по два жгутика. У некоторых ракообразных сперматозоиды несут по нескольку жгутиков. У круглых червей сперматозоиды вообще лишены жгутиков (в ходе эволюции все клетки этого типа животных утратили реснички и жгутики), они имеют амебоидную форму и передвигаются с помощью ложноножек. У тритона хвост несет «ундулирующую мембрану» (плавник). Головки сперматозоидов очень разнообразны. У человека головка сперматозоида яйцевидная, сплющенная с боков. У мышей и крыс -- в форме крючка. У низших ракообразных бывают шарообразные сперматозоиды. У некоторых сумчатых животных сперматозоиды сдвоенные и движутся в паре, при этом синхронно бьют хвостами. Разделение происходит непосредственно перед оплодотворением яйцеклетки.

Оогенез происходит в особых железах - яичниках - и включает три периода: размножение, рост и созревание. Период формирования здесь отсутствует.

В период размножения интенсивно делятся предшественники половых клеток -- оогонии. У млекопитающих этот период заканчивается еще до рождения. К этому времени формируется около 30 тыс. оогониев, которые сохраняются долгие годы без изменения. С наступлением половой зрелости отдельные оогонии периодически вступают в период роста. Клетки увеличиваются, в них накапливается желток -- образуются ооциты первого порядка. Каждый ооцит окружается мелкими фолликулярными клетками, обеспечивающими его питание. Затем образуется зрелый ооцит (Граафов пузырек), подходящий к поверхности яичника. Стенка его разрывается, и ооцит первого порядка попадает в брюшную полость и далее в маточную трубу. Ооциты первого порядка вступают в период созревания -- они делятся, но в отличие от аналогичного процесса при сперматогенезе здесь образуются клетки, не равные по размерам: при первом делении созревания образуется один ооцит второго порядка и маленькое первое направительное тельце, при втором делении -- зрелая яйцеклетка и второе направительное тельце. Такое неравномерное распределение цитоплазмы обеспечивает яйцеклетке получение значительного количества питательных веществ, которые затем используются при развитии зародыша. Особенно больших размеров достигают яйцеклетки животных, эмбриональное развитие которых происходит вне тела матери (яйца птиц, рептилий, амфибий и рыб).

В яйцеклетках содержится ряд веществ, необходимых для формирования зародыша. В первую очередь это питательный материал -- желток. В зависимости от количества желтка и характера его распределения различают несколько типов яйцеклеток.

Яйцеклетки покрыты оболочками. По происхождению оболочки делят на первичные, вторичные и третичные. Первичная оболочка яйцеклетки является производной цитоплазмы и называется желточной оболочкой. Ее наличие характерно для яйцеклеток всех животных. Вторичные оболочки образуются за счет деятельности клеток, питающих яйцеклетку. Вторичная оболочка характерна, например, для членистоногих (хитиновая оболочка). Третичные оболочки возникают в результате деятельности желез половых путей. К третичным относятся скорлуповая, подскорлуповая и белковая оболочки яиц птиц и пресмыкающихся, студенистая оболочка яйцеклеток земноводных.

Оболочки выполняют защитные функции, обеспечивают обмен веществ с окружающей средой, а у плацентарных служат для внедрения зародыша в стенку матки.

Осеменение и оплодотворение. Процесс, обусловливающий встречу мужских и женских половых клеток у животных, называется осеменением. Различают наружное и внутреннее осеменение.

При наружном осеменении, характерном для большинства водных животных, сперматозоиды и яйцеклетки выделяются в воду, где и происходит их слияние. Для такого осеменения не обязательна непосредственная встреча мужских и женских особей, но необходимо большое количество гамет, так как большая часть их гибнет.

Внутреннее осеменение характерно для обитателей суши, где отсутствуют условия для сохранения и встречи гамет во внешней среде. При таком типе осеменения сперматозоиды вводятся в половые пути самки. У самцов для этого обычно имеются специальные совокупительные органы. Внутреннее осеменение характерно для всех наземных позвоночных (рептилий, птиц, млекопитающих), а также червей, пауков и насекомых.

При достижении сперматозоидами яйцеклеток происходит процесс оплодотворения. Осуществляется он следующим образом. При контакте с яйцеклеткой акросома сперматозоида разрывается и ее содержимое высвобождается. Под воздействием ферментов акросомы оболочка яйцеклетки в месте контакта растворяется. Внутренняя поверхность акросомы вытягивается, и формируется акро-сомальный отросток, который проникает через растворенную зону яйцевых оболочек и сливается с мембраной яйцеклетки. В этом месте из цитоплазмы образуется воспринимающий бугорок. Он захватывает ядро, центриоли и митохондрии сперматозоида и увлекает их внутрь яйцеклетки. Цитоплазматическая мембрана сперматозоида встраивается в мембрану яйцеклетки.

Проникновение сперматозоида в яйцеклетку вызывает отслаивание от яйцеклетки оболочки оплодотворения. Между ней и поверхностью яйцеклетки возникает пространство, заполненное жидкостью. Образование оболочки оплодотворения препятствует проникновению других сперматозоидов в яйцеклетку.

Проникшее в цитоплазму яйцеклетки ядро сперматозоида набухает, достигает величины ядра яйцеклетки. Ядра сближаются и сливаются. Этот момент и есть собственно оплодотворение. В результате из двух гамет образуется одна диплоидная зигота, т. е. восстанавливается диплоидный набор хромосом.

При оплодотворении в яйцеклетку обычно проникает один сперматозоид. Однако у насекомых, рыб, птиц и других животных в яйцеклетку может проникать несколько сперматозоидов. Это явление получило название полиспермии. При этом с ядром яйцеклетки сливается ядро только одного сперматозоида. Ядра других сперматозоидов разрушаются. Тем не менее для оплодотворения требуется участие многих сперматозоидов, так как они выделяют ферменты, обеспечивающие их проникновение в яйцеклетку. Если ферментов недостаточно, оплодотворение не наступает.

Капацитация - (от лат. capacitas -- способность), приобретение сперматозоидами млекопитающих способности к проникновению через яйцевую оболочку в яйцо. Капацитация осуществляется в половых путях самки под влиянием секретов, вырабатываемых стенками яйцеводов и матки. Для капацитации сперматозоидов кролика требуется 5--6 ч, крысы -- 2--3 ч, золотистого хомячка -- 2,5--3 ч. Капацитация может быть достигнута и в специфических условиях, например у сперматозоидов мыши -- в среде, содержащей альбумин, пируват, лактат, ионы К+, Са2+, СО2-, при рН 7,3--7,7; у некоторых животных для достижения капацитации необходимо добавление в среду фолликулярной жидкости или клеток яйценосного бугорка. В жидкости спермы кролика, быка, жеребца и др. животных, а также человека обнаружен фактор декапацитации, обратимо подавляющий оплодотворяющую способность капацитированных сперматозоидов. Предполагают, что сущность физиологических изменений при капацитации заключается в удалении с поверхности сперматозоидов веществ, блокирующих осуществление акросомной реакции.

Опишите функции важнейших отделов промежуточного мозга

Промежуточный мозг расположен в самой верхней части ствола между средним мозгом и большими полушариями. Он состоит из таламуса (зрительные бугры), гипоталамуса (подбугровая часть) и эпиталамус (надбугровая часть). Полостью промежуточного мозга является третий мозговой желудочек. От промежуточного мозга отходит II - я пара черепно-мозговых нервов. С гипоталамусом связана железа внутренней секреции - гипофиз, а с эпиталамусом - эпифиз. В глубине белого мозгового вещества располагается большое количество ядер серого вещества.

Функции промежуточного мозга:

в таламус поступают все чувствительные пути от внешних и внутренних рецепторов организма (за исключением обонятельного), перерабатываются и проводятся к большие полушария; при повреждение таламуса уменьшается или полностью исчезает осознанное восприятие разных видов чувствительности.

эпиталамус связан с эпифизом, участвует в регуляции процессов, протекающих в организме в виде суточных ритмов (сон, бодрствование) за счет выработки серотонина и мелатонина.

гипоталамус является главным подкорковым центром регуляции вегетативных функций организма; в нем находятся центры терморегуляции, чувства насыщения и голода, жажды, удовольствия; гипоталамус вырабатывает нейросекреты, которые усиливают или уменьшают выработку гормонов передней долей гипофиза: либерины усиливают, а статины уменьшают; поэтому гипоталамус и гипофиз вместе образуют единую гипоталамо-гипофизарную систему, которая центром объединения нервной и гуморальной регуляции функций организма; поражение гипоталамуса приводит к тяжелейшим эндокринным и вегетативным расстройствам: снижение или повышение кровяного давления, урежение или учащение сердечного ритм, затруднения дыхания, нарушение перистальтики кишечника, нарушение терморегуляции, изменения в составе крови и др.

Список использованной литературы

1. Лысов В.Ф., Максимов В.И. Основы физиологии и этиологии животных М.: КолосС,2004.

2. Физиология животных. В 2-х кн. Шмидт-Ниельсен К. М.: Мир, 1982. - 416с.; кишечник животное кровь гипофиз

3. Костомахин Н.М., Бакай А.В., Потокин В.П. Животноводство / Н.М. Костомахин - М.: КолосС, 2006.

4. Георгиевский В.И. Физиология сельскохозяйственных животных. - М.: Агропромиздат. 1990.

Размещено на Allbest.ru